JP3755287B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ等に用いられる画像形成装置に関する。さらに詳細には、高画質を維持しつつコンパクト化、低コスト化、およびメンテナンスの簡略化が図られた画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像形成装置には、コンパクト化およびメンテナンスの簡略化の観点からクリーナレス構成とし、転写後の像担持体上に残留したトナーを回収して、そのトナーを現像手段に戻すというものがある。この種の画像形成装置の一例として、特開平5−210300号公報に記載されたものがある。この画像形成装置は、図7に示すように、感光体ドラム(像担持体)101を中心として、その周りに感光体ドラム101の表面を一様に帯電させる帯電チャージャ102と、帯電された感光体ドラム101上に静電潜像を形成する潜像形成装置(静電潜像形成手段)103と、この静電潜像を現像してトナー像とする現像ローラ(現像装置)104と、トナー像を被転写体Pに転写する転写チャージャ(転写手段)105等とを有するものである。
【0003】
そして、画像形成装置では、静電潜像が感光体ドラム101上に形成され、この静電潜像が現像装置104により現像されてトナー像とされた後、そのトナー像が転写チャージャ105により被転写体Pに転写される。その後、トナー像が転写された被転写体Pは、定着装置によってトナーが定着させられて所要の画像が複写・記録される。一方、転写後に感光体ドラム101上に残留した残留トナーは、静電気力によって現像ローラ104に回収されるようになっている。すなわち、帯電位置、露光位置を通過した後に、現像位置において現像ローラ104により回収されるのである。また、クリーニングローラを転写チャージャ105と帯電チャージャ102との間に設けて、残留トナーを平滑化させる場合もある。このように残留トナーを平滑化させるのは、露光位置において残留トナーによる露光不良の発生を抑制するためである。
【0004】
また、特開平4−371975号公報に記載されているように、クリーニングローラの代わりに転写チャージャと帯電チャージャとの間に撹乱ブラシを設けて、この撹乱ブラシにより残留トナーを散らして平滑化した後に現像装置で回収するものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の画像形成装置では、画質が低下するという問題があった。すなわち、転写後に感光体ドラム101上に残留した残留トナーはすべて現像ローラ104に回収されるので、トナーの割れや劣化により転写しにくくなったトナーも現像に再利用される。このため、耐久印刷によるトナーの固着や感光体ドラム101および現像ローラ104の汚染が発生してしまい、画質が低下するのである。また、露光位置において残留トナーが存在しているため、露光不良によるメモリ画像が発生するおそれもあった。さらに、このような画像形成装置をカラー画像形成装置に適用すると、各成分色を重ね合わせるときに混色した残留トナーが現像装置に戻され、その混色したトナーが現像に再利用されるという問題があった。なお、特開平4−371975号公報に記載されているものにも同様の問題があった。
【0006】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、高画質を維持しつつコンパクト化、低コスト化、およびメンテナンスの簡略化を図ることができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために請求項1の発明によれば、像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記現像手段の交換時期にその残留トナーを排出するトナー保持手段を有し、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする。
【0008】
この画像形成装置では、静電潜像形成手段により像担持体上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像手段により現像されてトナー像とされる。そして、このトナー像が転写手段により被転写体に転写される。なお、被転写体には複写用紙のみならず転写ベルトのような中間転写体等も含まれる。その後、被転写体に転写されたトナー像が、定着されることにより所要の画像が複写・記録される。ここで、トナー像が被転写体に転写された後の像担持体上には、転写されなかったトナーが残留している。この残留トナーは、次回の画像形成、すなわち帯電や露光が行われる前にトナー保持手段により回収される。そして、トナー保持手段により回収された残留トナーは現像手段の交換時期に排出される。そして、トナー保持手段から排出された残留トナーは現像手段で回収される。残留トナーは現像手段の交換時期に排出されるので、現像手段で残留トナーを回収しても、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは現像に再利用されない。
【0009】
このように、転写後に像担持体上に残留する残留トナーを回収し、現像手段の交換時期にその残留トナーを排出するトナー保持手段を設けたことにより、クリーナレスの構成としても、残留トナーの適切な処理が行われるから、残留トナーが画像形成時に像担持体上の露光位置に存在することがなく、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画像ノイズの発生が防止され高画質が維持される。さらに、クリーナレス構成であるからコンパクト化および低コスト化が図られている。また、現像手段でトナー保持手段から排出された残留トナーを回収するので、現像手段の交換とともに残留トナーの処理が行えるので、メンテナンスの簡略化が図られることになる。
【0010】
また請求項2の発明によれば、請求項1に記載する画像形成装置において、前記トナー保持手段は、回転ブラシであることを特徴とする。
【0011】
この画像形成装置では、像担持体上に形成されたトナー像が被転写体に転写された後に、転写されずに像担持体上に残留したトナーは、次の画像形成が行われる前、すなわち帯
電、露光が実行される前にトナー保持手段に回収される。ここで、トナー保持手段として回転ブラシを用いることにより、同じ直径のローラ等よりも表面積が大きくなるので、同じ占有体積であれば回転ブラシの方がより多くの残留トナーを保持することができる。すなわち、トナーの保持能力が大きくなることから、トナー保持手段からの残留トナーの排出サイクルを長くすることが可能となって、メンテナンスの簡略化が図られている。
【0012】
また請求項3の発明によれば、像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記現像手段のトナーエンプティを検知するトナーエンプティ検知手段と、前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記トナーエンプティ検知手段がトナーエンプティを検知したときにその残留トナーを排出するトナー保持手段とを有し、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする。
【0013】
この画像形成装置では、トナーエンプティ検知手段によって現像手段内のトナーの状態が確認されており、現像手段内のトナーがなくなるとトナーエンプティが検知される。次いで、このトナーエンプティ検知手段の検知信号がトナー保持手段に伝達されると、トナー保持手段から保持されている残留トナーが像担持体上に排出される。そして、像担持体上に排出された残留トナーは現像手段に回収される。すなわち、現像手段の交換時期(トナーエンプティ)までトナー保持手段にて残留トナーは保持されており、現像手段の交換時期になったときに排出されるのである。これにより、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは現像に再利用されなくなる。従って、トナーの固着や像担持体等の汚染が抑制されるため、高画質が維持される。
【0014】
また請求項4の発明によれば、像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記現像装置の交換時期到来による画質劣化を検知する画質劣化検知手段と、前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記画質劣化検知手段が画質劣化を検知したときにその残留トナーを排出するトナー保持手段とを有し、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする。
【0015】
この画像形成装置では、画質劣化検知手段によって出力画像の画質レベルが確認されており、画質レベルが一定基準を下回ると画質が劣化したと判定される。この画質劣化が検知されると、検知信号がトナー保持手段へ伝達されてトナー保持手段から保持されている残留トナーが像担持体上に排出される。そして、像担持体上に排出された残留トナーは現像手段に回収される。すなわち、出力画像の画質劣化を検知した時を現像手段の交換時期であるとみなし、このときにトナー保持手段に保持されている残留トナーを排出するのである。
【0016】
これにより、現像手段で残留トナーを回収しても、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは現像に再利用されなくなる。従って、トナーの固着や像担持体等の汚染が抑制されるため、高画質が維持される。また、現像手段で残留トナーを回収するので、現像手段の交換とともに残留トナーの処理が行えるので、メンテナンスの簡略化が図られることになる。
【0017】
また請求項5の発明によれば、 像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、その残留トナーを排出するトナー保持手段と、ユーザ入力によりトナー排出指令を発する指令手段とを有し、前記トナー排出指令が発せられたときに、前記トナー保持手段に保持されている前記残留トナーが排出され、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする。
【0018】
この画像形成装置では、ユーザ自身により出力画像の画質劣化が判断される。そして、ユーザにより画質が劣化したと判断されると、ユーザ入力が行われる。そうすると、このユーザ入力により指令手段からトナー排出手段が発せれ、トナー保持手段から保持されている残留トナーが像担持体上に排出される。その後、像担持体上に排出された残留トナーは回収手段に回収される。すなわち、ユーザにより出力画像の画質が劣化したと判断された時を、現像手段の交換時期であるとみなし、このときにトナー保持手段に保持されている残留トナーを排出するのである。
【0019】
これにより、回収手段として現像手段を用いた場合でも、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは現像に再利用されなくなる。従って、トナーの固着や像担持体等の汚染が抑制されるため、高画質が維持される。また、回収手段として現像手段を用いれば、現像手段の交換とともに残留トナーの処理が行えるので、メンテナンスの簡略化が図られることになる。
【0020】
また請求項6の発明によれば、請求項1から請求項5までに記載するいずれか1つの画像形成装置を連続的に並列配置したことを特徴とする。
【0021】
請求項6の発明では、まず最初の画像形成装置において、静電潜像形成手段により像担持体上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像手段により現像されてトナー像とされる。そして、このトナー像が被転写体に転写される。次いで、隣接する他の画像形成装置においてもトナー像が形成された後、そのトナー像が積層的に被転写体上に重ねて転写される。以下順次同様な過程が繰り返されることにより被転写体上に所要のトナー像が形成される。そして被転写体に転写されたトナー像が定着されて所要のカラー画像が複写・記録される。なお、被転写体として、転写ベルト等の中間転写体を用いる場合には、まず中間転写体上に積層的にトナー像が形成され、次いで複写用紙等に転写された後に、定着されて所要のカラー画像が複写・記録される。
【0022】
ここで、各画像形成装置において、トナー像が被転写体に転写された後の像担持体上には、転写されなかったトナーが残留している。そしてこの残留トナーは、次回の画像形成が行われる前にトナー保持手段により回収され、所定のタイミングにて排出される。このようにクリーナレス構成としても、残留トナーの適切な処理が行われるから、排出後の残留トナーが画像形成時に像担持体上の露光位置および現像位置に存在することがなく、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画質劣化およびトナーの混色が防止され高画質が維持される。さらにクリーナレス構成であるから、装置のコンパクト化および低コスト化も図られている。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置を具体化した実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、電子写真方式の複写機に使用されている画像形成装置である。
【0024】
まず、第1の実施の形態について説明する。第1の実施の形態に係る画像形成装置は、図1に示すように、潜像および顕像を担持する感光体ドラム3を中心として構成されている。そして、感光体ドラム3の周囲には、感光体ドラム3の表面を一様に帯電させる帯電ブラシ4と、感光体ドラム3上に画像情報に応じて所要の静電潜像を形成するレーザヘッド7と、静電潜像に対してトナーを付与してトナー像を形成する現像器2と、トナー像を複写用紙Pに転写する転写ローラ6と、転写後に感光体ドラム3上に残留したトナーを一時的に保持する保持ブラシ5等とが配置されている。
【0025】
現像器2内には、非磁性1成分球形トナー(平均粒径8μm)が内蔵されており、規制ブレードにより現像ローラ2a上にトナー薄層が形成されるようになっている。また現像器2には、トナーの状態(量)を確認するためのセンサ8が設けられ、トナーエンプティを検知できるようになっている。そして、センサ8からの出力信号は制御回路9に入力され、制御回路9により保持ブラシ5に印加される電圧(V1とV2)が切り換えられるようになっている。
【0026】
続いて、上記のように構成された画像形成装置の動作について説明する。まず感光体ドラム3は、帯電ブラシ4により表面を一様に帯電させられる。次いで、スキャナ等により読み取られた画像データに基づいて、レーザヘッド7からレーザ光が変調発光される。かかる露光により、感光体ドラム3上に静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像器2において現像ローラ2a上のトナー薄層により現像されてトナー像とされる。そしてこのトナー像は、感光体ドラム3と転写ローラ6との対向部において、転写ローラ6により複写用紙P上に転写される。その後、トナー像が転写された複写用紙Pは定着部へ搬送され、ここで加熱されてトナー像が溶融されるとともに、複写用紙P上に定着される。
【0027】
一方、複写用紙Pへの転写後に感光体ドラム3上に残留した残留トナーは、次回の画像形成のためのレーザヘッド7による露光が行われる前に、保持ブラシ5に回収され、そして保持される。これにより、残留トナーが画像形成時に感光体ドラム3上の露光位置に存在することがないので、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画像ノイズの発生が防止され高画質が維持される。
【0028】
ここで、クリーナレス化された画像形成装置における感光体ドラム3上の残留トナーの回収についてより詳細に説明する。まず、帯電ブラシ4に−1200Vを印加して感光体ドラム3の表面を約−700Vに帯電させる。この際、転写後に感光体ドラム3上に残留した残留トナーも同じように帯電させられる。従って、保持ブラシ5に回収用電圧V1として−300V程度を印加することにより残留トナーはすべて保持ブラシ5に回収される。このため感光体ドラム3上の露光位置には、トナーが一切存在せずメモリー画像や網点画像のザラツキ等の画質劣化が発生しないのである。このようにして形成された静電潜像は、現像器2により現像が行われる。すなわち現像ローラ2aに、−300Vの現像バイアスが印加され、これにより現像ローラ2a上に形成されたトナー薄層が現像領域で静電潜像に付与され、感光体ドラム3上の静電潜像が現像されてトナー像が形成されるのである。
【0029】
そして、このトナー像は転写ローラ6との対向部で、複写用紙Pに転写されるが、本実施の形態では球形トナーを使用しているので、ほぼ100%の転写効率を得ることができる。このため、転写後に感光体ドラム3上に残留する残留トナーを最小限に抑えることが可能となる。これにより、保持ブラシ5を小型化することができ、装置全体としてもコンパクト化が図られる。具体的には、現像器寿命を3500枚と想定して、保持ブラシ5には外径18mmで植毛密度10万本/inch2 のものを用いている。これで画像劣化の確認試験を行ったが、現像器3が寿命を迎えるまで画像の劣化は確認されなかった。
【0030】
次に、保持ブラシ5に回収された残留トナーの最終処分についてより詳細に説明する。保持ブラシ5に回収された残留トナーは、後述するように現像器2のトナーエンプティが検知された時に、保持ブラシ5から感光体ドラム3上へ排出され、最終的には現像器2に回収される。従って、現像器2を交換するときに残留トナーが処理されることになる。そこで、この残留トナーの最終処理に関する制御について、図2のフローチャートを参照しながら説明していく。
【0031】
(ステップ(以下、単に「S」と記す)1)
S1においては、上記のようなプリント動作が行われつつ、センサ8にて現像器2内のトナーの状態が確認されている。本実施の形態では、以下に示すようにトナーエンプティの検出レベルを2水準設定し、トナーの減少に伴い最初に検出されるレベルを第1エンプティ、次に検出されるレベルを第2エンプティとした。ユーザにあらかじめトナーエンプティの予告を行うためである。ここで、第1トナーエンプティとは、画像形成においては何ら問題はないが、もうすぐ現像器が必要になることをユーザに予告するためのものであり、第2トナーエンプティとは、これ以上画像形成を行うことが困難であるトナーの状態にあることを示すためのものである。もちろん、センサ8の検出レベルを1水準(第2トナーエンプティのみ)とすることもできる。
【0032】
(S2〜S4)
S2とS3では、トナーエンプティか否かの判定が行われる。まず、S2にて第1エンプティか否かの判定が行われ、第1エンプティが検出されたとき(S2:Yes)には、S3へ進む。一方、第1エンプティが検出されないとき(S2:No)には、S1へ戻り引き続き画像形成が行われる。そして、第1エンプティが検出されてS3に進むと、S3では第2エンプティか否かの判定が行われる。ここで、第2エンプティが検出されたとき(S3:Yes)には、S5へと進み残留トナーの最終処理が開始される。一方、第2エンプティが検出されないとき(S3:No)には、まだ画像形成を行えるトナー状態にあるから、S4へ進みトナーエンプティ予告表示をした後に、S1に戻り引き続き画像形成が行われる。これにより、ユーザはトナーエンプティが近いことを知ることができる。
【0033】
(S5〜S8)
S3にて第2エンプティが検出されると、これ以上画像形成を行うことができないトナー状態にあるから、S5においてトナーエンプティである旨の表示が行われ、S6においては制御回路9により保持ブラシ5への印加電圧が回収用電圧V1から排出用電圧V2へと切り換えられる。本実施の形態では、感光体ドラム3上の残留トナーは、保持ブラシ5との対向部において−700V程度に帯電させられているから、保持ブラシ5への印加電圧として、回収用電圧V1=−300Vに対して排出用電圧V2=1100Vと設定している。そして、保持ブラシ5に排出用電圧V2が印加されると、保持ブラシ5に保持されている残留トナーが感光体ドラム3上に排出される。続いてS7においては、感光体ドラム3上に排出された残留トナーが、感光体ドラム3の回転にしたがって現像器2との対向部へと搬送され、ここで現像器2に回収される。次いでS8においては、残留トナーの回収が終了すると、現像器2を交換すべき旨をユーザに知らせるための表示が行われる。そして、この現像器交換表示を見たユーザにより、現像器3の交換が行われるとともに残留トナーが処理される。そして、現像器の交換が完了すると、画像形成装置は初期状態に復帰して再び画像形成が可能となる。
【0034】
このように保持ブラシ5に一時的に保持されている残留トナーの処理を行うことにより、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは、トナーエンプティとなった現像器2に回収され、現像器2の交換とともに処理される。すなわち、残留トナーが現像に再利用されることがないので、トナーの固着や像担持体等の汚染が防止される。従って、高画質が維持されるとともにメンテナンスの簡略化が図られることになる。
【0035】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る画像形成装置によれば、転写後に感光体ドラム3上に残留した残留トナーを一時的に保持する保持ブラシ5を設け、現像器2の交換時期に保持ブラシ5からその残留トナーを排出し、現像器2で回収するようにしたことにより、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは、現像に再利用されることなく現像器2に回収され、現像器2の交換とともに処理される。従って、高画質が維持されるとともにメンテナンスの簡略化が図られる。また、クリーナレス構成となっているので、装置のコンパクト化および低コスト化も図られている。
【0036】
なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば上記第1の実施の形態では、トナー保持手段として保持ブラシ5を用いているが、この代わりに、ファイバーブラシ、磁気ブラシ、フィルム、ブレード等を用いることも可能である。また、トナー保持手段にバッファを付設して保持能力を高めることにより、粉砕トナーのように転写効率が低いトナーや長寿命の現像器を使用する場合にも対応することができる。
【0037】
また、保持ブラシ5の配置位置としては、帯電ブラシ4に対して上流側、下流側のどちら側に配置しても良く、さらに、保持ブラシ5を感光体ドラム3と接触させずに帯電ブラシ4とのみ接触させて配置してもよい。さらにまた、保持ブラシ5に帯電手段としての役割を持たせて、帯電ブラシ4を設けずに更なるコンパクト化および低コスト化を図ることも可能である。一方、帯電手段として帯電ブラシ4の代わりに、フィルム、ブレード、ローラ等を用いることも可能である。なお、保持ブラシ5の外径や印加電圧等の数値は単なる例示であり、これらに限られないことは言うまでもない。
【0038】
また、トナーは1成分系に限るものではなく、2成分系のものでもよい。2成分系の現像器ではトナーホッパを交換するため、図3に示すように、保持ブラシ5に一時的に保持された残留トナーを感光体ドラム3上に排出せずに、フィードバック手段21、例えばパイプ中にスパイラル形状の搬送手段を備えたもの等により、現像器22の上方に設けられているトナーホッパ20へ搬送するようにすることにより、同様の効果を得ることができる。
【0039】
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態に係る画像形成装置は、現像器にセンサを設けて現像器の寿命を判定する代わりに、感光体ドラム上に形成される基準トナー像(テストパターン)の濃度により、現像器の寿命を判定するようにしたものである。基準トナー像は1枚分の画像形成ごとに形成してもよいし、所定枚数分の画像形成を行った後に形成するようにしてもよい。すなわち、第2の実施の形態に係る画像形成装置では、図4に示すように、現像器12と転写ローラ6との間に、感光体ドラム3上の基準トナー像の濃度を測定する反射濃度センサ18が設けられている。なお、これ以外の構成は第1の実施の形態とほぼ同様である。
【0040】
かかる画像形成装置でも、感光体ドラム3が帯電ブラシ4により表面を一様に帯電させられた後、レーザヘッド7による露光により、感光体ドラム3上に静電潜像が形成される。次いで、この静電潜像は、現像器12において現像ローラ12a上のトナー薄層により現像されてトナー像とされる。そしてこのトナー像は、感光体ドラム3と転写ローラ6との対向部において、転写ローラ6により複写用紙P上に転写される。その後、トナー像が転写された複写用紙Pは定着部へ搬送され、ここで加熱されてトナー像が溶融されるとともに、複写用紙P上に定着される。
【0041】
一方、複写用紙Pへの転写後に感光体ドラム3上に残留した残留トナーは、次回の画像形成のためのレーザヘッド7による露光が行われる前に、保持ブラシ5に回収され、そして保持される。これにより、残留トナーが画像形成時に感光体ドラム3上の露光位置に存在することがないので、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画像ノイズの発生が防止され高画質が維持される。
【0042】
そして、保持ブラシ5に一時的に保持された残留トナーは、反射濃度センサ18により測定されている基準トナー像の濃度が基準値を外れたとき、本実施の形態ではベタ画像の反射濃度が1.3を下回ったときに、現像器12が寿命を迎えたと判定され、その信号が制御回路19に伝達されて、この制御回路19により保持ブラシ5への印加電圧が回収用電圧V1から排出用電圧V2へと切り換えられる。そうすると、保持ブラシ5から残留トナーが感光体ドラム3上に排出され、その後現像器12に回収される。現像器12による残留トナーの回収動作が終了した後に、現像器交換表示によりユーザによって現像器12の交換が行われる。
【0043】
このように第2の実施の形態では、反射濃度センサ18により感光体ドラム3上の基準トナー像の濃度を測定した結果から現像器12の寿命が検出される。そして、現像器12の寿命が検出されると、保持ブラシ5に保持されている残留トナーが感光体ドラム3上に排出される。その後、この残留トナーは現像器12に回収されて、再利用されることなく現像器12の交換とともに処理される。従って、高画質が維持されるとともにメンテナンスの簡略化が図られる。また、クリーナレス構成となっているので、装置のコンパクト化および低コスト化も図られている。
【0044】
なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば上記第2の実施の形態では、反射濃度センサ18を設けて感光体ドラム3上の基準トナー像の濃度を測定することにより、現像器12の寿命を判定しているが、ユーザが印刷画像のカスレや濃度低下等により現像器の寿命を判断するようにしてもよい。すなわち図5に示すように、ユーザ自身が現像器交換信号を入力できるように入力装置28を設け、この入力装置28に現像器交換信号が入力されたら、トナー排出指令が発せられて制御回路29により保持ブラシ5への印加電圧を回収用電圧V1から排出用電圧V2へと切り換えるようにしても、同様の効果を得ることができる。
【0045】
最後に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態に係る画像形成装置は、図6に示すように、連続的に並列配置された感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kを中心として構成された、タンデム式のカラー画像形成装置である。そして、感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kの周囲には、感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kの表面を一様に帯電させる帯電ブラシ4Y,4M,4C,4Kと、感光体ドラム3Y,3M,3C,3K上に画像情報に応じて所要の静電潜像を形成するレーザヘッド7Y,7M,7C,7Kと、静電潜像に対してトナーを付与して現像する現像器2Y,2M,2C,2Kと、現像後に感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kに残留したトナーを一時的に保持する保持ローラ5Y,5M,5C,5Kと、トナー像を複写用紙Pに転写するための転写ローラ6Y,6M,6C,6K等とが配置されている。また、各現像器2Y,2M,2C,2Kには、トナーの状態(量)を確認するためのセンサ8Y,8M,8C,8Kが設けられ、トナーエンプティを検知できるようになっている。すなわち、各色用の画像形成装置の構成は、第1の実施の形態に係る画像形成装置と同じである。
【0046】
かかるカラー画像形成装置では、感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kが、帯電ブラシ4Y,4M,4C,4Kにより表面を一様に帯電させられる。次いで、レーザヘッド7Y,7M,7C,7Kにより、それぞれの再現色に対応するレーザ光により露光走査される。かかる露光により、各感光体ドラム3Y,3M,3C,3K上に形成された各再現色に対応する静電潜像は、各再現色のトナーを内蔵する現像器2Y,2M,2C,2Kによりそれぞれ現像されて各色のトナー像とされる。そしてこれらのトナー像は、転写ローラ6Y,6M,6C,6Kにより、複写用紙P上に順次重ね転写される。その後、トナー像が重ね転写された転写用紙Pは定着ローラ10に搬送されて、ここで加熱されて各色のトナー像が溶融してフルカラー画像にされるとともに、トナーが複写用紙P上に定着される。
【0047】
一方、複写用紙Pへの転写後に感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kに残留した残留トナーは保持ブラシ5Y,5M,5C,5Kに一時的に保持される。そして、保持ローラ5Y,5M,5C,5Kに保持された残留トナーは、第1の実施の形態と同様にして、各センサ8Y,8M,8C,8Kがトナーエンプティを検出したときに、保持ブラシ5への印加電圧が回収用電圧V1から排出用電圧V2へと切り換えられることにより、各感光体ドラム3Y,3M,3C,3K上に排出される。そして、この残留トナーは各現像器2Y,2M,2C,2Kに回収される。この残留トナーの回収動作が終了した後に、現像器交換表示が行われることにより、ユーザによって交換すべき現像器の交換が行われるとともに、残留トナーの処理も行われる。
【0048】
このように第3の実施の形態では、転写後に感光体ドラム3Y,3M,3C,3K上に残留した残留トナーを一時的に保持する保持ブラシ5Y,5M,5C,5Kを設け、現像器2Y,2M,2C,2Kの交換時期に保持ブラシ5Y,5M,5C,5Kからその残留トナーを排出し、現像器2Y,2M,2C,2Kで回収するようにしたことにより、トナーの割れや劣化により転写しにくくなった残留トナーは、現像に再利用されることなく現像器2Y,2M,2C,2Kに回収され、現像器2Y,2M,2C,2Kの交換とともに処理される。従って、混色することがないので高画質が維持されるとともに、メンテナンスの簡略化が図られる。また、各画像形成装置がクリーナレス構成となっているので、コンパクトなカラー画像形成装置を低コストで提供することが可能になる。
【0049】
なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば上記第3の実施の形態では、各感光体ドラム上のトナー像を直接複写用紙P上に順次重ねて転写しているが、各感光体ドラム上のトナー像を転写ベルト等の中間転写体に重ねて転写し、中間転写体上の積層トナー像を複写用紙Pに転写すようにしてもよい。なお、各画像形成装置の構成や配置順序等は単なる例示であり、これらに限られないことは言うまでもない。
【0050】
【発明の効果】
以上、説明した通り本発明の画像形成装置によれば、転写後に像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するトナー保持手段を設け、所定のタイミングにてトナー保持手段からその残留トナーを排出し、これを回収手段で回収するようにしたことにより、クリーナレスの構成としても、残留トナーの適切な処理が行われるから、残留トナーが画像形成時に像担持体上の露光位置に存在することがなく、メモリー画像や網点画像のザラツキ等の画像ノイズの発生が防止され高画質が維持される。さらに、クリーナレス構成であるからコンパクト化および低コスト化が図られている。
【0051】
特に、現像手段の寿命を検出したときに、トナー保持手段から残留トナーを排出して、これを現像手段で回収することにより、残留トナーは再利用されることなく現像手段の交換とともに処理される。従って、高画質が維持されるとともにメンテナンスの簡略化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図2】 図1の画像形成装置における残留トナーの処理に関するフローチャートである。
【図3】 第1の実施の形態の変形例である。
【図4】 第2の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図5】 第2の実施の形態の変形例である。
【図6】 第3の実施の形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図7】 従来の画像形成装置の概略構成を示した図である。
【符号の説明】
2,12 現像器
2a,12a 現像ローラ
3 感光体ドラム
4 帯電ブラシ
5 保持ブラシ
6 転写ローラ
7 レーザヘッド
8 センサ
9 制御回路
P 複写用紙
Claims (6)
- 像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記現像手段の交換時期にその残留トナーを排出するトナー保持手段を有し、
前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載する画像形成装置において、
前記トナー保持手段は、回転ブラシであることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段のトナーエンプティを検知するトナーエンプティ検知手段と、
前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、前記トナーエンプティ検知手段がトナーエンプティを検知したときにその残留トナーを排出するトナー保持手段とを有し、
前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像装置の交換時期到来による画質劣化を検知する画質劣化検知手段と、
前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持すると
ともに、前記画質劣化検知手段が画質劣化を検知したときにその残留トナーを排出するトナー保持手段とを有し、
前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記被転写体への転写後に前記像担持体上に残留した残留トナーを一時的に保持するとともに、その残留トナーを排出するトナー保持手段と、
ユーザ入力によりトナー排出指令を発する指令手段とを有し、
前記トナー排出指令が発せられたときに、前記トナー保持手段に保持されている前記残留トナーが排出され、前記現像手段が前記トナー保持手段から排出された残留トナーを回収することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1から請求項5までに記載するいずれか1つの画像形成装置を連続的に並列配置したことを特徴とする画像形成装置。
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